本发明涉及一种高导热绝缘材料，具体是涉及一种电场调控下的高导热环氧树脂基氮化硼纳米管复合绝缘材料的制备方法，材料在固化过程中施加电场进行填料的定向有效配置，形成有效的导热网链，进而提高复合材料的热导率。
背景技术：
环氧树脂由于具有耐腐蚀性、优异的粘结性、优良的介电性能和可加工工艺性等优点而被广泛用于电气设备绝缘和微电子设备封装。然而，纯环氧树脂的热导率很低，仅约为0.184W/(m·K)。因此，为提高以环氧树脂作为绝缘材料或封装材料的高功率密度电气电子设备的散热能力，就必须对环氧树脂进行改性以提高其热导率。用具有较高热导率的氮化硼纳米管无机导热填料来填充环氧树脂，并在材料固化过程中对其施加电场实现填料的有效配置，能够提高复合材料的导热性能，并保证其电气绝缘性能。
技术实现要素：
本发明提供了一种电场调控下的高导热环氧树脂基氮化硼纳米管复合绝缘材料。该绝缘材料能够应用于电气电子设备，增强电气电子设备的散热能力，保障电气电子设备的有效运行。
本发明采用下述技术方案：
一种电场调控下的高导热环氧树脂基氮化硼纳米管复合绝缘材料，该绝缘材料的制备方法包括如下步骤：
1)干燥抽真空双酚F型环氧树脂、固化剂甲基六氢苯酐、促进剂苄基二甲胺、填料和硅烷偶联剂后，静置，模具放入烘箱80℃预热；
2)混合环氧树脂和固化剂甲基六氢苯酐，再加入硅烷偶联剂，充分搅拌后抽真空脱泡静置；
3)填料氮化硼纳米管加入到步骤2)的混合物中，充分搅拌后进行抽真空脱泡处理；
4)超声震荡步骤3)的混合物；
5)在步骤4)的混合物中加入促进剂苄基二甲胺后进行充分搅拌抽真空脱泡处理；
6)将步骤5)的混合物倒入提前预热好的模具中，静置20分钟后，于干燥箱中施加电场，使混合物加热固化，固化温度依次为80℃、120℃和150℃；
其中原料的质量份数如下：
所述的环氧树脂为双酚F型环氧树脂；
在一个实施方式中，所述填料颗粒的干燥条件为：在干燥箱中于100-120℃干燥10小时以上。
所述环氧树脂的干燥条件为：在干燥箱中于60℃干燥15～30分钟，以使粘度降低。
所述固化剂和促进剂的干燥条件为：在干燥箱中于60℃干燥15～30分钟。
优选地，在行星式真空搅拌脱泡机中进行真空抽气脱泡处理。
在一个实施方式中，用精密电子天平称取相应的环氧树脂和固化剂，充分搅拌，放入行星式真空搅拌脱泡机中进行真空脱泡处理。
在一个实施方式中，在超声波清洗器中振荡步骤3)的混合物，振荡后加入促进剂，然后放入行星式真空搅拌脱泡机中再次进行真空脱泡处理。
在一个实施方式中，采用高压功放对信号发生器产生的电压信号电压进行放大，作为调控电场的电压源，电压形式、幅值、频率可调。以此电压源施加电场作用于待固化的环氧树脂基氮化硼纳米管复合材料，该实施方式中施加500V直流电压。
优选地，固化时间为1.5-2.5小时。在一个实施方式中，固化时间为2小时，自然冷却降温约10小时后取出。
本发明的有益效果如下：
用该方法制备的高导热环氧树脂基复合材料，经过电场将填料重新配置，形成有效的导热网链，其导热性能优良，能够满足功率元器件散热所需，同时具有电气绝缘性能稳定的特点，能够保障电气电子设备持久安全运行。该方法加工工艺简单，普适性好，可方便制出高导热环氧树脂复合绝缘材料。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1：制备电场调控下的高导热环氧树脂基氮化硼纳米管复合绝缘材料
具体制备方法如下：
1)干燥抽真空双酚F型环氧树脂、固化剂甲基六氢苯酐、促进剂苄基二甲胺、填料和硅烷偶联剂后，静置，模具放入烘箱80℃预热；
2)混合环氧树脂和固化剂甲基六氢苯酐，再加入硅烷偶联剂，充分搅拌后抽真空脱泡静置；
3)填料氮化硼纳米管加入到步骤2)的混合物中，充分搅拌后进行抽真空脱泡处理；
4)超声震荡步骤3)的混合物；
5)在步骤4)的混合物中加入促进剂苄基二甲胺后进行充分搅拌抽真空脱泡处理；
6)将步骤5)的混合物倒入提前预热好的模具中，静置20分钟后，于干燥箱中施加直流电场，使混合物加热固化，固化温度依次为80℃、120℃和150℃；
实施例2：制备电场调控下的高导热环氧树脂基氮化硼纳米管复合绝缘材料
实施例2制备方法同实施例1。
实施例3：制备电场调控下的高导热环氧树脂基氮化硼纳米管复合绝缘材料
制备方法同实施例1。
实施例4：电场调控下的高导热环氧树脂基氮化硼纳米管复合绝缘材料热导率测试
用实施例1-3制备的高导热环氧树脂基氮化硼纳米管复合绝缘材料进行热导率测试，结果见表1。
表1：实施例1-3高导热环氧树脂基微纳米复合绝缘材料的热导率测试结果
结果表明：
1.随着填料掺杂含量的增加，复合材料的热导率逐渐增大，当填料掺杂含量达到一定程度后，复合材料的热导率急剧增大；
2.采用高压功放对信号发生器产生的电压信号电压进行放大，作为调控电场的电压源，电压形式、幅值、频率可调。以此电压源施加电场作用于待固化的环氧树脂基氮化硼纳米管复合材料，通过电场调控实现导热填料在复合材料中的定向有序配置，从而在低含量填料填充的条件下获得沿电场配置方向具有高导热率的环氧树脂基氮化硼纳米管复合绝缘材料。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。